Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов Советский патент 1992 года по МПК C10M173/02 C10M173/02 C10M125/20 C10M125/22 C10M125/24 C10N30/06 C10N40/20 

Изобретение относится к технологическим средам, в частности к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ). применяемым при абразивном шлифовании, и может быть использовано на операциях обработки наплавочных материалов, безвольфрамовых твердых сплавов и оксидной керамик1(1.Наплавочные и напыленные материалы, в том безвольфрамовые твердыесплавы и оксидная керамика, относятся к труднообрабатываемымматериалам, шлифование которы) приводит к повышенному износу алмазных кругов. Так. например, при шлифовании оксидной керамики В013 износ кругов на полимерной связке достигает значения 72 мг/г. Износ алмазных кругов в значительной степени завис 1Т

от состава СОЖ, так как она может влиять на контактные процессы в зоне шлифования, в особенности при обработке кругами на полимерных связках.

Известна смазочнр-охлаждающая жидкость для алмазной обработки огнеупорных материалов на основе воды, в которую входит ряд компонентов: глицерин, диаммонийфосфат и борнзя кислота. Данный состав способствует повышению качества обработанных изделий, но не снижает износа алмазных кругов.

Другим известным составом является смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки керамических изделий, содержащая воду, тетраборат натрия, триГ1олифосфат натрия, триэтаноламин, борную кислоту, аммоний кремнефтористый, гексаметилентетрамин. синтетическое моющее средство и отдушку.

Недостатком данного состава является его сложность, а одновременное содержание триэтаноламина, борной кислоты и фтористого соединения неприемлемо для применения по современным санитарно-гигиеническим нормам.

Наиболее близким к предлагаемому составу является смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов на основе водного раствора нитрита, натрия, фосфорно-кйслого двузамещенного натрия, и серно-кислого аммония.

Однако использование указанного состава приводит только к улучшению качества обработанной поверхности и не способствует сниженик} износа алмазных кругов.

Целью изобретения является повышение стойкости алмазного инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая воду, нитрит натрия, фосфорно-кислый двузамещенный натрий и соль серной кислоты, в качестве соли серной кислоты содержит железо (II) аммоний сульфат и дополнительно содержит катодную актив.ированную воду при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Нитрит натрия0,05-0,20

Фосфорно-кислый двузамещенный натрий0,5-1,5

Железо (II) аммоний сульфат 0,,15 Катодная активированная вода 10-70 Вода.Остальное

Содержащийся в составе СОЖ фосфорно-кислый двузамещенный натрий диссоциирует в растворе на катион натрия и анион фосфорной кислоты, которые за счет электростатического притяжения обволакивают поверхность зерен алмазов и связки круга. Обладая смазочным действием, анионы фрсфорной кислоты способствуют снижению коэффициента трения связки круга и обрабатываемого материала, что способствует снижению тёплонапряженности процесса. Однако при этом в процессе шлифования на образовавшейся активированной поверхности зерен алмазов и связки налипают продукты шлифования. Данное налипание нежелательно, поэтому в состав СОЖ вводится двойная соль железо (П) аммоний . сульфата формула FeS04 (NH4)2S04 6Н20). что способствует снижению активности образовавшейся пленки за счет образования более сильного электролита и прилипание продуктов шлифования уменьшается. Следовательно, введение двойной соли железо (II) аммоний сульфата препятствует засаливанию круга, т.е. надобность в правке отпадает.

В связи с тем, что также возможна обработка неэлектропроводных материалоё или использование кругов на неэлектропроводных связках для стабильного протекания описанных процессов в состав СОЖ вводится, как стимулятор, катодная активированная вода, гарантирующая описанные эффекты за счет введения в состав СОЖ ионов ОН. Это увеличивает отрицательный заряд поверхности частиц шлама и связки круга.

При концентрации фосфорно-кйслого двузамещенного натрия свыше 1,5 мас.% активность ионов в растворе уменьшается и налипание продуктов шлифования на круг увеличивается. Повышение концентрации двойной соли свыше 0,15 мас.% не устраняет этого процесса, так как в растворе силы межионного притяжения и отталкивания увеличиваются и влияние двойной соли на поверхность образовавшейся пленки уменьшается. Превышение концентрации катодной активированной воды боле.е 70% приводит к повышению концентрации ионов ОН , что вызывает гидрофильную коагуляцию и приводит к слипанию частиц шлама, повышению степени их воздействия на связку круга и как следствие к росту износа круга.

Нитрит натрия в составе предлагаемый СОЖ выполняет функции ингибитора коррозии. Поэтому содержание его ниже 0,05 мас.% недостаточно для защиты деталей станка от воздействия коррозии. Содержание же его выше 0,2 мас.% нецелесообразно, так как эффект защиты имеется, а повышенная концентрация нитрита натрия в СОЖ ухудшает санитарно-гигиенические условия работы.

Предлагаемую СОЖ получают простым смешиванием входящих в ее состав компонентов в воде при комнатной температуре при непрерывном перемешивании в течение 5-10 мин в следующей последовательности: нитрит натрия, фосфорно-кислый двузамещенный натрий, железо (II) аммоний сульфат, катодная активированная вода. .

Катодная вода получается в электрохимической ячейке, состоящей из рабочей и вспомогательных камер, разделенных токопроводящей диафрагмой. В катодной камере происходит накопление И.ОНОВ ОН, образующихся при электролизе воды. Электролиз воды производится в типичной электрохимической ячейке, в которой катод

окружен стаканомгмембрс1ной из хлопковой ткани. Установка работает от сети перемен-, ноготока 220 В. При этом с помощью диода Д246А используется выпрямленный пульсирующий ток. В качестве электродов приме няются графитовые стержни 160 х 14 мм. Для получения 1 л катодной воды нео ходомо 10 мин.

Конкретные примеры составов СОЖ и данные их испытаний при шлифоважш.бээ вольфрамового твердого сплава ТН5 представлены в таблице. Испытания провбдики на универсально-заточном стайке модели ЗВ642 кругом формы 12А2-45°, 1ЭО х 1Д Зх Х32-АС4М. 100/80-81-13-100%. Шлифоеапи образцы из безвольфрамового твё {щого сплава ТН50 размером 7 х15 хЮОмм.Режимы шлифования: скорость круга 15м/сго| 0 дольная подача 0,3 м/мин; поперечная пода ча 0,15 ММ/ДВ.ХОД. В тех же условиях €ылн п|х. ведены испытания известный СОЖ(пр(№г01Ш))1

Как видно из данных таолицы, при одинаковой производительности шлифёс ания износостойкость алмазных кругов пов1;лшается в 1,Ш-1,61 раза. Если гТринять во внимаНие, что износостойкость инструмента из СТМ при использовании предлагаемого состава воз растагет в среднем в 1,4 раза, то при использовании одного шлифовального круга с размером рабочего слоя 150 х 10 х 3 С содержанием алмазов 58 карат будет сэкономлено 58-58:1,4 16,6 карата.

Формула и зоб р е т е н и я : Смазочно-охла)кдающая жидкость для механической обработки металлов, содержащую воду, нитрит катрия,фосфорно-кислый двузамещеннь1й натрий и соль серной кислоты, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с повышения стойкости инструмента, жидкость в качестве соли серной кислоты содержит железо 01} аммоний сульфат и жидкость дололмительно содержит каТодную активированную воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитрит натрия0,05-0,2

Фосфорно-кислый двузамещенный натрий0,5-1,5

Железо (It) аммоний сульфат 0,05-0,15 Катодйая активированная вода 10-7U ВодаОстальное

Изобретение касается смазочных ве-' ществ. в частности смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов в процессах обработки наплавочных материалов, безвольфрамовых твердых сплавов и оксидной керамики. Цель - повышение стойкости инструмента. Для этого ис- пользуют состав, включающий, мас.%: нитрит натрия 0.05-0.2; натрий фосфорнокислый двузамещенный 0.5-1.5: железо